全國單體規模最大 采用多項先進(jìn)技術(shù) 庫布其光伏治沙的新亮點(diǎn)

從空中俯瞰位于內蒙古自治區鄂爾多斯市杭錦旗獨貴塔拉鎮的蒙西基地庫布其200萬(wàn)千瓦光伏治沙項目。

圖為蒙西基地庫布其200萬(wàn)千瓦光伏治沙項目的光伏板組成的“藍色海洋”。

隨著(zhù)蒙西基地庫布其200萬(wàn)千瓦光伏治沙項目的建設推進(jìn)，庫布其沙漠中立起一片片光伏板，出現了一片片綠化景觀(guān)。

這是庫布其光伏治沙項目打造的1000畝沙漠牧雞養殖項目，首批養殖5000只，將新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)同沙漠生態(tài)治理以及現代農牧養殖業(yè)有機結合。

(以上圖片均由內蒙古庫布其光氫治沙新能源有限公司供圖)

深夜的庫布其沙漠抬頭可見(jiàn)點(diǎn)點(diǎn)星光，繁星之下，幾百萬(wàn)塊緊密相連的光伏板猶如深藍色的海洋，遠處的升壓站樓和設備室里燈火通明，一場(chǎng)送電并網(wǎng)的操作正在進(jìn)行。

2023年11月29日，“十四五”時(shí)期第一批開(kāi)工建設的大型風(fēng)電光伏基地項目之一——蒙西基地庫布其200萬(wàn)千瓦光伏治沙項目成功并網(wǎng)。這是目前中國單體規模最大的光伏治沙項目，年均生產(chǎn)綠電約41億千瓦時(shí)，每年可節約標準煤約123萬(wàn)噸，減少排放二氧化碳約319萬(wàn)噸。該項目還同步采用了微創(chuàng )氣流植樹(shù)法、風(fēng)向數據法、無(wú)人機飛播等先進(jìn)技術(shù)，修復治理沙漠面積10萬(wàn)畝。隨著(zhù)項目的建成，當地的生態(tài)環(huán)境得到了改善，夏天的時(shí)候，多彩的波斯菊在庫布其沙漠的公路邊競相綻放。

從漫漫沙海到“藍色海洋”

奔騰的黃河，在華夏大地上“寫(xiě)”下一個(gè)大大的“幾”字后，一路向東，流向大海。在“幾”字頂部?jì)葌?，是中國第七大沙?mdash;—庫布其沙漠。蒙西基地庫布其200萬(wàn)千瓦光伏治沙項目就位于沙漠腹地的內蒙古自治區鄂爾多斯市杭錦旗獨貴塔拉鎮，在這十萬(wàn)畝沙漠里并網(wǎng)發(fā)電。

“光伏與治沙有著(zhù)先天的資源互補優(yōu)勢。”項目建設負責人趙金泉向本報介紹：“沙漠面積廣闊、日照充足，為光伏發(fā)電提供了所需的土地和光照資源。光伏板吸收太陽(yáng)光線(xiàn)，遮擋日照，減少沙漠水分蒸發(fā)，還能夠有效降低風(fēng)速，很好改善植物的生態(tài)環(huán)境。”

2022年6月，三峽集團的建設者來(lái)到這片茫茫沙漠，開(kāi)始了“光伏+治沙”的生態(tài)治理之路。歷經(jīng)一年多的時(shí)間，由200萬(wàn)千瓦光伏電站和10萬(wàn)畝沙漠治理生態(tài)建設工程組成的項目建成并開(kāi)始運轉。

在荒蕪的沙漠中進(jìn)行工程建設，并非易事。“這里只有漫天風(fēng)塵和遍地黃沙，風(fēng)大時(shí)刮得人都站不穩。”這是趙金泉對庫布其沙漠的最初記憶。

防風(fēng)固沙，是庫布其光伏治沙項目邁出的第一步。首先，要用上百輛的推土機將沙漠推平整，得到大片平整的沙漠后才能便于57萬(wàn)根樁腿的固定，以及約440萬(wàn)塊光伏板的安裝。在項目建設期間，施工人員還會(huì )在光伏場(chǎng)區同步鋪設蘆葦沙障防風(fēng)固沙。

項目相關(guān)負責人張海濱記得，2023年10月底，庫布其光伏治沙項目光伏組件安裝工作順利完成后，光伏發(fā)電區固沙工程隨即全面鋪開(kāi)。在地面，一輛輛滿(mǎn)載干蘆葦的卡車(chē)開(kāi)進(jìn)光伏場(chǎng)區，工人把蘆葦均勻地鋪撒在整個(gè)場(chǎng)區，形成防風(fēng)固沙的蘆葦沙障;在空中，一架架無(wú)人機往來(lái)穿梭，把21萬(wàn)斤羊柴、花棒、沙米、沙打旺等植物種子均勻播撒在光伏場(chǎng)區。

搭建好光伏板，只是電站建設的一環(huán)。為了保證所發(fā)電力平穩送出，項目還需要搭配建設升壓站和儲能系統。項目共建設了3座光儲升壓站，陽(yáng)光在光伏板上轉化為電能，順著(zhù)千萬(wàn)條集電線(xiàn)路匯集到升壓站。

2023年11月29日，蒙西基地庫布其200萬(wàn)千瓦光伏治沙項目成功并網(wǎng)。如今，這片漫漫沙海，變身成為由約440萬(wàn)塊光伏板組成的一眼望不到邊的“藍色海洋”。

并網(wǎng)成功的那天是最讓建設者李金冬難忘的日子。當天，她在朋友圈這樣寫(xiě)道：“蒙西基地庫布其200萬(wàn)千瓦光伏治沙項目是我入職以來(lái)參與的第一個(gè)項目，作為它的建設者，從開(kāi)建到竣工，見(jiàn)證了它的成長(cháng)。在合閘送電的那一刻，一想到這里送出的電會(huì )點(diǎn)亮千家萬(wàn)戶(hù)，作為一名電力從業(yè)人員，我的自豪感油然而生。”

多項創(chuàng )新技術(shù)嶄露頭角

作為全國單體規模最大的光伏治沙項目，庫布其光伏治沙項目應用了多項創(chuàng )新技術(shù)，使建設得以更順利地開(kāi)展。

“庫布其光伏治沙項目是中國首個(gè)在沙漠區域大面積應用柔性支架材料的光伏治沙項目。”項目工程負責人王繼業(yè)說(shuō)：“柔性支架最低沿離地3米，支架跨度32米，為項目實(shí)施‘板上雙面發(fā)電、板下雙層生態(tài)、板間雙層養殖’的立體生態(tài)光伏治沙模式做好準備。”

通過(guò)雙玻組件實(shí)現板上雙面發(fā)電，可增加發(fā)電量5%—10%;板下種植優(yōu)質(zhì)牧草和藥材等作物，實(shí)現立體生態(tài)種植;板間運用先養雞后養羊的“畜禽草耦合”治沙技術(shù)實(shí)施養殖，畜禽糞便還田治沙改土，實(shí)現“板上發(fā)電、板下種植、板間養殖、治沙改土、鄉村振興”的“光伏+”多重效益。

光伏板下，一大群雞正在悠閑地散步、覓食，時(shí)不時(shí)發(fā)出歡快的鳴叫聲，為寂靜的沙漠帶來(lái)勃勃生機。據王繼業(yè)介紹，這是庫布其光伏治沙項目打造的1000畝沙漠牧雞養殖項目，首批養殖5000只，將新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)同沙漠生態(tài)治理以及現代農牧養殖業(yè)有機結合，進(jìn)行生態(tài)保護和經(jīng)濟發(fā)展兼顧的良性循環(huán)體系的初步探索。

微創(chuàng )氣流植樹(shù)法、風(fēng)向數據法、無(wú)人機飛播等創(chuàng )新技術(shù)被成功應用到治沙工程建設中。治沙過(guò)程中，工程師根據風(fēng)向大數據模型精準規劃，指導工人定位種植，促使風(fēng)吹、樹(shù)擋、沙降的自然力與人力相互作用;工人兩人一組，一人手持水槍在沙地上沖出種植微孔，另一人迅速跟上點(diǎn)插樹(shù)苗，10秒種下一棵小樹(shù)苗。除了人工播種，無(wú)人機飛播技術(shù)也將治沙效率大幅提升。用具有GPS或GNSS衛星定位導航功能的無(wú)人機，攜帶特殊處理的植物種子，通過(guò)大數據技術(shù)進(jìn)行高頻度、精準計算株行距后，采用彈射方式，將種子從低空彈射進(jìn)入飛播造林特定立地區域，從而實(shí)現飛播造林種草。

經(jīng)過(guò)一年多的治理，治沙工程已完成綠化種植3000多畝、草方格鋪設1萬(wàn)畝、蘆葦沙障鋪設1萬(wàn)多畝。光伏場(chǎng)站外圍防風(fēng)阻沙碳匯林帶、光伏發(fā)電區防風(fēng)綠化隔離帶以及景觀(guān)綠化工程等基本完成。

在庫布其200萬(wàn)千瓦光伏治沙項目，現場(chǎng)運行人員還結合已有設備使用情況和現場(chǎng)實(shí)際使用情況，對箱變安裝方式進(jìn)行了創(chuàng )造性設計，發(fā)明了一種箱式變壓器安裝平臺。

通過(guò)對舊式箱變安裝臺進(jìn)行優(yōu)化升級，用全新的安裝方式架起箱式變壓器，可以極大提升空間利用率。庫布其200萬(wàn)千瓦光伏治沙項目有600多個(gè)方陣，每個(gè)方陣都配有箱式變壓器，這項設計直接提升了箱變的使用效率。另一方面通過(guò)對箱式變壓器的優(yōu)化安裝可以有效地解決箱式變壓器的泄露油難以清理的問(wèn)題，進(jìn)一步提升變壓器使用效率，延長(cháng)變壓器使用壽命。

“這種新型箱式變壓器安裝平臺在增加空間利用率的同時(shí)，又極大地節約了運行成本，保障變壓器長(cháng)久穩定運行的效果，為整個(gè)變壓器的安裝方式提供了新的思路，也助力了整個(gè)光伏治沙行業(yè)的發(fā)展。”張海濱說(shuō)。

同時(shí)，庫布其沙漠光伏治沙項目緊盯光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，打造了首個(gè)商業(yè)運行的兆瓦級鈣鈦礦光伏項目。

鈣鈦礦作為一種新型太陽(yáng)能電池材料，具有高效、穩定、成本低等優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)光伏技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。庫布其光伏項目實(shí)現鈣鈦礦地面光伏項目的順利并網(wǎng)，為能源領(lǐng)域科技創(chuàng )新貢獻力量。“三峽集團將積極推進(jìn)項目后續運行工作，持續做好運行數據監測記錄和匯總分析，全面綜合評估鈣鈦礦光伏組件的設備可靠性和發(fā)電特性，并在此基礎上繼續探索鈣鈦礦組件在其他典型特征氣候環(huán)境下的應用，為進(jìn)一步推廣鈣鈦礦組件商業(yè)應用提供數據支撐，為能源領(lǐng)域科技創(chuàng )新貢獻力量。”張海濱說(shuō)。

帶來(lái)生態(tài)保護新模式

庫布其沙漠是中國排名第七的大沙漠，生態(tài)環(huán)境十分脆弱。隨著(zhù)蒙西基地庫布其200萬(wàn)千瓦光伏治沙項目的建設推進(jìn)，庫布其沙漠中立起一片片光伏板，筑起一條條防護綠化帶，用全新的生態(tài)治沙模式改善沙漠流沙移動(dòng)、沙塵暴肆虐和綠植稀少等現狀，開(kāi)啟了生態(tài)產(chǎn)業(yè)與光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的新局面，為實(shí)現板下治沙、生態(tài)優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了良好的先導作用。

在光伏板下，大規模的農牧業(yè)機械化生產(chǎn)正在有條不紊地進(jìn)行著(zhù)。

板下種植了大量牧草和藥材，板間運用“畜禽草耦合”的養殖方法。立體生態(tài)的治沙模式給這片沙漠穿上了一件保護的外衣，防止沙漠流動(dòng)。而上面的光伏板，遮擋住了炎炎烈日，降低土地溫度，減少水分蒸發(fā)，增加土壤水分累積，為板下的牧草和畜牧建造了一個(gè)舒適的“家”。

“截至2023年12月底，整個(gè)光伏場(chǎng)區全部被蘆葦沙障覆蓋。等到今年開(kāi)春，播下的草種冒出嫩芽，整個(gè)光伏場(chǎng)區將披上綠色外衣。”趙金泉介紹。

“具體來(lái)講，光伏組件在沙漠中大規模安裝，可為地表遮光擋風(fēng)，減少地表水分蒸發(fā)，有效降低風(fēng)速。項目建成后，可修復10萬(wàn)畝沙漠，年均減少向黃河輸沙200萬(wàn)噸，將有效構筑生態(tài)安全屏障，保障黃河上游和京津冀區域生態(tài)安全。”張海濱說(shuō)。

庫布其光伏治沙項目的建設還有力帶動(dòng)了地方經(jīng)濟和農牧民就業(yè)。建設期間，項目吸納超過(guò)1000人次農牧民就業(yè)。運營(yíng)期間，項目通過(guò)“公司+農戶(hù)+合作社”的鄉村振興互助模式，預計每年可穩定吸納500人次從事組建清洗、板下農作物種植管護、牧業(yè)養殖等工作。

獨貴塔拉鎮的居民老劉多年來(lái)依靠種地和放牧為生。由于環(huán)境所限，他的收入并不寬裕，他也曾想過(guò)外出打工，卻又放不下需要照顧的家庭。隨著(zhù)光伏治沙項目的建設，老劉注意到了沙漠里出現的“藍板板”，于是報名參加了光伏板的組件安裝工作，用勤勞的雙手為自己增加了收入。像老劉一樣，當地居民的收入不斷增加，其他各行各業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展也得到了帶動(dòng)，治理沙地的社會(huì )功能得以發(fā)揮，取得了良好的社會(huì )效益，提升了當地居民的幸福指數。

在庫布其光伏治沙項目所在的獨貴塔拉鎮有一條公路，人們親切地稱(chēng)之為“花香大道”。隨著(zhù)光伏場(chǎng)站外圍防風(fēng)阻沙碳匯林帶、光伏發(fā)電區防風(fēng)綠化隔離帶以及景觀(guān)綠化工程的完成，2023年的夏天，豐富多彩的波斯菊在大道兩旁爭相綻放，“花香大道”變得名副其實(shí)。

“隨著(zhù)綠化治沙的不斷深入，環(huán)境的不斷改善，這里將陸續吸引各類(lèi)引資開(kāi)發(fā)項目，逐步增強經(jīng)濟發(fā)展后勁。此外，項目建成后，猶如深藍色海洋的光伏區域可打造成旅游觀(guān)光的景點(diǎn)，吸引游客前往，促進(jìn)當地旅游業(yè)發(fā)展。”趙金泉說(shuō)。

當人們回想起并網(wǎng)的那個(gè)夜晚，電話(huà)中一聲“送電成功”，標志著(zhù)國內當期單體最大光伏治沙項目開(kāi)始運行。從漫天黃沙埋人眼，到一片光伏藍海造福萬(wàn)千，“花香大道”的花香吹進(jìn)了大家的心田。